德州仪器可编程逻辑和自动化控制器(PLC/PAC)解决方案

德州仪器 （TI） 的可编程逻辑和自动化控制器 （PLC/PAC） 解决方案

设计注意事项

可编程逻辑控制器 （PLC） 和可编程自动控制器 （PAC） 的处理和控制实施包含从测试实验室和制造工厂到军事与医疗电子产品以及基本数据采集的所有范围。它们利用各种传感器和反馈机制通过收集、存储和分析数据来监视和控制本地环境和系统/机器交互。从传感器获得的数据包含精密测量和对模拟电压/电流中超低值或细微更改的处理。

下列一般要求可能适用：

微处理器：包含通用串行接口（例如 I2C 和 SPI）、通用 I/O、定时器和闪存。TI 可提供用于控制处理器的各种解决方案；从超低功耗 MSP430 微处理器到 ARM™ 基于 Hercules® 的Cortex™-R4F 安全 MCU 和 C2000 数字信号控制器 （DSC） 及 Sitara 以及 Integra 微处理器。MSP430F24X 系列可提供低功耗、宽电源电压范围、可编程电源电压监控器和内部基准 ADC。32 位数字信号控制器（如 F28235/28335）提供了高度集成和嵌入式闪存（高达 512kB）、超快 ADC、通信端口和 PWM 控制端口。Hercules 安全 MCU 设计为简化开发和认证的安全关键型系统。Hercules MCU 12 位 ADC、灵活的 HET 协处理器和通信外设（例如，启用 MCU 用作可同时执行安全电机控制的安全联网控制器的 USB、以太网和 CAN）。

数模转换器：具有 12 至 18 位分辨率的低功耗、输出电压 DAC，采样速率《10kSps，而建立时间介于 50 和 100μS 之间最为理想。INL《4.0 LSB 最为准确。DAC8164/855X/856X/883X 系列和最新的 TI DAC（即 DAC9881）适用于此。

观看视频：DAC9881 视频播客

模数转换器：SAR ADC 应当具有：单电源、250kSPS、串行接口、12 至 16 位分辨率、INL《1 LSB。Σ-Δ ADC 应当具有：16 至 24 位分辨率、内置 PGA/缓冲器、简易的比例式测量方法、50Hz 和 60Hz 抑制和低噪声（高 ENOB）。

隔离器：ISO72XX 系列包含具有不同配置和速度等级的一至四通道器件，完美满足安全认证 （UL1557， VDE0884） 所要求的 4kV（峰值）、3kV （rms）。最高工作电压为 560V（峰值）。所有输入电压应为 5V 容限。

输入放大器：双极性电源、高阻抗和低偏移是所有输入放大器的关键所在。对于电压的特殊用途，还应具有宽的共模，正如 INA146/148 中一样。对于电流用途，建议低漂移和增益 》1，正如 INA128 中一样。

输出驱动器：XTR300 是完整的输出驱动器，它不仅满足 12V 的电压电源要求，还满足 ±20mA 的电流输出要求。通用驱动器要求有：偏移 《 1mV、漂移介于 1 和 2μV/ºC 之间、最低转换率为 1V/μs 和增益 BW 》 2MHZ。XTR1XX 系列中的器件，一部分支持电压，而其它则仅支持电流。有关其它电压驱动器，请参见 OPA2XX。

电压基准：如果未被集成至转换器，应当为 2.5V 或 5V 并具有低静态电流与漂移。许多 REF31XX、REF32XX 和 REF50XX 器件满足甚至超过这些要求。

连接：传统模拟 （4 - 20mA） 和 RS-232/RS-485 接口一直是工业控制和传感器应用的常见选择。展望未来，设计人员将在其产品中集成主流有线接口，如以太网、USB 和 CAN。此外，ZigBee、蓝牙和其他低功耗无线协议等无线选项也越来越流行。TI 致力于同时为传统和新兴工业接口提供解决方案。例如，TI 最近推出了全世界首款隔离式 CAN 收发器 ISO1050。

电源：DC/DC 控制器（如 TPS40210）采用外部电源 MOSFET，以最大程度地提高设计灵活性。LDO（如 TL317）是简单、廉价的电源调节，而具有集成电源 MOSFET 的 DC/DC 转换器（如 TPS5410）则提供高度集成的降压调节。为了能实现最快速度上市，请考虑将 DCH0105XXX 系列作为插入式模块使用。